Natrafiłem w internecie na rodzimą “rewelację” i nie będzie to reklama tej firmy (choć ona dobrze znana) ale raczej powód do wstydu.
Albo ktoś tam kompletnie nie ma pojęcia o mocy, albo to kolejne marketingowe kłamstwa, bo przecież przeciętny Kowalski popatrzy na cyferki bez zastanowienia.
Dospel … to zagranie nie fair, może ktoś od Was to przeczyta i spróbuje coś wyjaśnić albo poprawić specyfikację.
A teraz zapraszam do wykresów i tabel w rozdziale “Specyfikacja”:
Z polską elektryka wiatrową kojarzy mi się tylko jedno: edwardmusial.info 
W środowisku ludzi zajmujących się OZE i offgridem, a nie marketingiem, turbiny Dragon są niemal powszechnie znane.
I kompletnie w żadnym przypadku nie używane. Przypadek?
A poważnie - te wynalazki są ogromne, do tego jako tako pracują przy bardzo słabych wiatrach, a przy dużych nie pracują wcale. Jako że we wzorze na energię kinetyczną wiatru prędkość jest w trzeciej potędze, daje nam to pewne informacje jak działa taka turbina, z jaką skutecznością.
Wyżej sprawność turbiny w zależności od jej rodzaju oraz stosunku prędkości końcówki łopaty do prędkości wiatru. Do tego doliczmy typowe prędkości obrotowe turbin różnego typu i dochodzimy do pięknych wniosków, że najwięcej sensu mają turbiny trójłopatowe, bo mają bardzo dużą efektywność w dosyć szerokim spektrum prędkości wiatru który jest jeszcze użyteczny, czyli prędkości średnie i duże. Walka o sprawność przy niskich prędkościach wiatru nie ma sensu bo i energii z tego nie ma wiele, oraz przy wiatrach bardzo dużych bo trudno zaprojektować taką turbinę by jej nie połamało.
Pierwsza kwestia to:
przy podanych rozmiarach rotora, gdzie powierzchnia natarcia wiatru wynosi 0,85m2 dla najmniejszego rozmiaru tj. dla modelu Dragon 500+ (a nawet nie, bo wirnik nie jest pełny ale zakładam, że wiatr działa na kilka łopat) i bardzo optymistycznym współczynniku mocy Betza dla turbiny Savoniusa na poziomie 0,2 (co mniej więcej potwierdza wykres kol. w3501yyyy) i przyjętej prędkości wiatru 10m/s - moc turbiny to ok. 100W (a tu Dospel chwali się minimalną mocą na poziomie 177 -354W - to dane z katalogu), czyli producent oszukał prawa fizyki - Nobel się z pewnością należy! … albo oszukuje klientów 
. Tak można przeliczyć każdy inny ich model na dowolnej, ale znaczącej prędkości i wciąż wychodzi “rewelacja” 
Druga kwestia:
siła wiatru dla V=const., daje stałą wartość momentu obrotowego działającego na wał turbiny; moc elektryczna U*I to nieubłagana zasada elektrotechniki a tu wystarczy podnieść napięcie prądnicy przy tym samym momencie obrotowym i mamy kolejny fenomen - moc rośnie prawie 3-krotnie przy wietrze np. 20m/s. Zastanawiam się, dlaczego nie zastosowali generatora 1000V, turbina zasiliłaby może cały pion w bloku!
Chyba wyślę link do tej dyskusji wraz z zaproszeniem do Dospela, może uchylą nam jakiegoś rąbka tajemnicy ; chyba ze ktoś tu, na forum potrafi coś madrego w powyższych tematach powiedzieć, jestem ciekaw.
Nie jestem specjalistą od turbin wiatrowych, ale dynamika płynów i budowa maszyn nie jest tak skomplikowaną dziedziną by nie rozumieć podstaw. Zatem:
“Druga kwestia:
siła wiatru dla V=const., daje stałą wartość momentu obrotowego działającego na wał turbiny;”
Nie jest to prawda. Im większa prędkość obrotowa wirnika dla tej samej prędkości wiatru, tym mniejszy moment obrotowy. Dla prędkości łopat równej prędkości wiatru (skrót myślowy) moment obrotowy będzie zerowy, a dla zatrzymanej turbiny największy. Gdzieś między nimi jest punkt MPP jako że moc to prędkość obrotowa razy moment.
I teraz będzie konkurs z nagrodami, bo jeżeli jest tu ktoś bardziej doświadczony z pracą przy miktoturbinach o mocy do 10, max 20kW, na napięcie znamionowe 380V, to prosiłbym o kontakt. Chciałbym wyjaśnić pewną kwestię dotyczącą rzeczywistego napięcia jakie może się pojawić na wyjściu turbiny. Konkretnie planowałem zbudować sterownik turbiny wiatrowej dla takich turbin, ale wysokość tego napięcia jaką założyłem, mam nadzieję niesłusznie, bardzo podnosi koszt energoelektroniki a więc i całego urządzenia.
Odnośnie samych turbin wiatrowych sprawa jest bardzo ciekawa. Sprawność generatora takiej turbiny jest wysoka i mniej więcej stała, nie wchodząc w szczegóły. Problem zaczyna się ze sprawnością mechaniczną samej turbiny, konkretnie z optymalizacją jej sprawności → efektywnej zamiany energii kinetycznej wiatru na ruch mechaniczny obrotowy. Wzór na energię kinetyczną wiatru można łatwo znaleźć i policzyć, natomiast maksymalna teoretyczna sprawność turbiny wiatrowej to okolice 68% (nie pamiętam dokładnej cyferki ale mniej więcej tyle). Wykona ona z faktu iż wiatru lecącego w stronę turbiny nie możemy całkowicie wyhamować, ponieważ tą spowolnioną masę powietrza też trzeba odprowadzić, czyli musi mieć jakąś prędkość po przeleceniu przez turbinę.
Druga ważna kwestia to sama sprawność turbiny. Jak zatrzymamy rotor całkowicie - mamy zerową prędkość obrotową i bardzo duży moment, iloczyn a więc moc żadna.
Jak puścimy turbinę luzem, prędkość obrotowa będzie bardzo duża, moment żaden, ponownie iloczyn czyli moc zerowa. Gdzieś pośrodku mamy optymalną prędkośći i moment obrotowy dający maksymalną moc, dla konkretnej prędkości wiatru. Nie możemy podłączyć zwykłego MPPT jak w PV do takiej turbiny bo taki system nie do końca zdaje sobie sprawę czy pobiera energię z bieżącej mocy wiatru, czy z momentu bezwładności rotora. Wyliczenie go jest nieco trudne ale mam na to ciekawy pomysł (którym się oczywiście publicznie nie podzielę ). Ktokolwiek zna podstawy mechaniki będzie w stanie samemu dojść jak to zrobić mniej więcej.
Kolejny problem polega na tym że ten punkt maksymalnej mocy zależy od prędkości wiatru, czyli by zachować optymalną sprawność turbiny trzeba dopasowywać wirnik do prędkości wiatru. Duże turbiny robią to zmieniając kąt natarcia łopat. W małych turbinach takiej opcji nie ma (jest ale jest niezalecana, o tym potem), więc trzeba radzić sobie inaczej, w praktyce dopasowując ciągle prędkość obrotową wirnika do prędkości wiatru.
Co do zmiennego kąta łopat - to jest system dobry dla ogromnych turbin energetycznych, gdzie można co rok wejść, sprawdzić, zrobić przegląd. Ale nie dla małych domowych wiatraczków, zbyt delikatne i skomplikowane. Do tego w małych turbinach o zmiennym kącie łopat ten system pracuje jako zabezpieczenie przeciwko pracy przy zbyt dużym wietrze. Uszkodzenie tego systemu sprawia że zabezpieczenie nie działa, a turbina albo połamie maszt, albo rozkręci się do wielkich prędkości i rozleci. W małych turbinach lepszym rozwiązaniem jest łamany ogon. System całkowicie mechaniczny, bez koszty elektroniki czy hydrauliki. Masz ogon zamontowany nieco z boku osi turbiny, i ten ogon zamontowany jest na zawiasie, coś w rodzaju zawiasów drzwi saloonu z westernów. Czyli początkowa siła otwierająca drzwi jest duża, a po minięciu pewnego momentu już niewielka. Tak samo to działa turbinach - duży wiatr zaczyna przekrzywiać turbinę w bok, a ogon stara się ją trzymać prosto. Jeżeli siła którą ogon prostuje turbinę będzie za duża, ogon złoży się ustawiając automatycznie turbinę bokiem do wiatru. Sposób prosty, bezawaryjny, niewymagający częstych przeglądów.
Na razie tyle
[quote=“w3501yyyy, post:5, topic:15133, full:true, full:true”]
“Druga kwestia:
siła wiatru dla V=const., daje stałą wartość momentu obrotowego działającego na wał turbiny;”
Nie jest to prawda …
[/quote] To już taka czysta teoria w której oczywiście masz rację, ale chyba mnie źle zrozumiałeś albo źle się wyraziłem. Chodziło mi o to, że przy wietrze: V=const., ustalonym MPPT (jak to ładnie nazwałeś), czyli ustalonym obciążeniu, wirnik będzie miał stałą prędkość obrotową i stały moment, więc jak u licha zastosowanie generatora o większym napieciu zwiększy moc elektryczną zespołu ?
A, w tym sensie. No tak, moc jest moc i tutaj cudów nie ma. Także widzisz - marketing i oszukaństwo. Ale wszystkie turbiny wiatrowe mają oszukane dane. Czy to takie “profesjonalne” czy chińskie z aliexpres. Pewnie musieli się dopasować do rynku by ich produkty wizualnie nie odstawały w parametrach, bo byłyby odrzucane przez klientów zanim ktokolwiek zacząłby myśleć.
[quote=“w3501yyyy, post:5, topic:15133, full:true, full:true”]
Nie jestem specjalistą od turbin wiatrowych, ale dynamika płynów i budowa maszyn nie jest tak skomplikowaną dziedziną by nie rozumieć podstaw.
[…]
Im większa prędkość obrotowa wirnika dla tej samej prędkości wiatru, tym mniejszy moment obrotowy. Dla prędkości łopat równej prędkości wiatru (skrót myślowy) moment obrotowy będzie zerowy,
[/quote]
Temat jest o wiele bardziej skomplikowany, niż Ci się wydaje. Nie będę się tutaj rozpisywał, dlatego podaję link do ciekawego artykułu ze strony Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, gdzie bardzo przystępnie jest to wszystko opisane:
<LINK_TEXT text=“https://www.uwm.edu.pl/kolektory/silown … amika.html”>https://www.uwm.edu.pl/kolektory/silownie/aerodynamika.html</LINK_TEXT>
Do obliczeń wietrzności używa się zaawansowane modele numeryczne a zmiennych jest tak wiele, że ostatecznie i tak otrzymujemy dane w dużym przybliżeniu.
Dodam jeszcze, że dla maksymalnie efektywnej pracy turbiny wiatrowej wymagany jest laminarny przepływ wiatru i dotyczy to nie tylko turbulencji powstających na samej turbinie ale także to, jak bardzo spójny strumień wiatru trafia w rotor turbiny. Na niskich wysokościach występuje niemal wyłącznie przepływ turbulentny a laminarny w zasadzie nie występuje. To jest podstawowy problem i główny powód, dlaczego małe turbiny montowane na dachach czy słupach osiągają tak niskie sprawności.
[quote=“w3501yyyy, post:5, topic:15133, full:true, full:true”] maksymalna teoretyczna sprawność turbiny wiatrowej to okolice 68%[/quote]
Nie jest to prawda. Zgodnie z prawem Betza nie więcej niż 59,3% energii zawartej w wietrze może być przekształcone w mechaniczną energię obrotową przez turbinę wiatrową. W praktyce osiągnięcie wartości 40% można uznać za bardzo dobry wynik i udaje się to w zasadzie tylko przy dużych turbinach. Mniejsze osiągają zazwyczaj sprawność na poziomie 30%.
[quote=“w3501yyyy, post:5, topic:15133, full:true, full:true”] taki system nie do końca zdaje sobie sprawę czy pobiera energię z bieżącej mocy wiatru, czy z momentu bezwładności rotora.[/quote]
Po to między innymi w większych turbinach stosuje się wiatromierze dynamicznie reagujące nawet na gwałtowne zmiany wiatru. Dzięki temu możesz łatwo stwierdzić, czy wiatr pcha rotor czy to rotor pcha już wiatr.
[quote=“w3501yyyy, post:5, topic:15133, full:true, full:true”] Duże turbiny robią to zmieniając kąt natarcia łopat.[/quote]
W dużych turbinach kąt natarcia (pitch) zmienia się po to aby wyhamować turbinę i wprowadzić ją w tryb idle lub całkowicie wyhamować przy poważniejszej awarii lub sile wiatru przekraczającej limit konkretnej turbiny. Po wyhamowaniu rotora potężny hamulec tarczowy w nacelle (gondoli) blokuje go ostatecznie w pozycji nieruchomej. Zazwyczaj w trakcie normalnej pracy turbin kąt natarcia łopat jest stały niezależnie od prędkości wiatru. Przed budową dużej turbiny kluczowy jest etap projektu, gdzie bardzo dokładnie liczy się i prowadzi symulacje w jakim zakresie prędkości wiatru turbina ma pracować. Dopiero z obliczeń i ewentualnych pomiarów z tymczasowych masztów wiatrowych wychodzi, jaką turbinę i w jakim konkretnie miejscu można postawić. Kluczowy jest tu przedział dominującego wiatru i w zależności od wyników obliczeń turbina tej samej mocy stawiana w różnych miejscach może mieć rotor o różnej średnicy.
To co najbardziej wpływa na obniżenie sprawności turbiny to aerodynamika, straty mechaniczne i straty na konwersji energii. Najnowsze duże turbiny mają generatory DC pracujące z napięciem między 700 a 1300V. To napięcie trafia do dużych falowników, które robią z tego AC zsynchronizowane z siecią i dalej do transformatora przetwarzającego niskie napięcie na 33kV lub 66kV w przypadku największych morskich turbin wiatrowych. Straty na falowniku i trafo to kilka procent mocy nominalnej turbiny, dlatego niezbędne są tak rozbudowane układy chłodzenia.
Chciałem skomentować materiały reklamowe tej pseudoturbiny wiatrowej Dospelu ale jest tam tyle bzdur, że ręce mi opadły.
Cześć,
Zgadzam się z wcześniejszymi uwagami dotyczącymi polskich turbin wiatrowych, zwłaszcza modeli takich jak Dragon. Ich konstrukcja, choć może przyciągać wzrok, nie zawsze przekłada się na efektywność w rzeczywistych warunkach. Warto pamiętać, że przy projektowaniu turbin wiatrowych kluczowe są nie tylko parametry techniczne, ale także dostosowanie do lokalnych warunków wiatrowych oraz odpowiednia aerodynamika.
W 2025 roku w Polsce wprowadzono istotne zmiany w przepisach dotyczących lokalizacji turbin wiatrowych. Nowelizacja ustawy odległościowej obniżyła minimalną odległość nowych turbin od budynków mieszkalnych z 700 m do 500 m, co może wpłynąć na większą liczbę instalacji w obszarach zurbanizowanych .
Business Insider Polska
Jeśli chodzi o kwestie techniczne, istotne jest zrozumienie zależności między prędkością wiatru, momentem obrotowym a prędkością obrotową wirnika. Optymalizacja tych parametrów może znacząco wpłynąć na sprawność turbiny. Ponadto, ważne jest również odpowiednie dobranie generatora oraz systemu sterowania, aby maksymalizować efektywność energetyczną.
Jeśli ktoś z Was ma doświadczenie w budowie lub eksploatacji turbin wiatrowych, chętnie podzielę się swoimi spostrzeżeniami i doświadczeniami w tej dziedzinie.
[quote=“wandakowaleczuk, post:9, topic:15133, full:true, full:true”]
Cześć,
Zgadzam się z wcześniejszymi uwagami dotyczącymi polskich turbin wiatrowych, zwłaszcza modeli takich jak Dragon. Ich konstrukcja, choć może przyciągać wzrok, nie zawsze przekłada się na efektywność w rzeczywistych warunkach. Warto pamiętać, że przy projektowaniu turbin wiatrowych kluczowe są nie tylko parametry techniczne, ale także dostosowanie do lokalnych warunków wiatrowych oraz odpowiednia aerodynamika.
[/quote]
Dokładnie tak. Technicznie rzecz biorąc turbina Dragon, lub ogólnie turbiny z pionową osią obrotu, nie są złe. Bardzo mocno spada ich efektywność przy większych prędkościach wiatru, do których ona się po prostu nie nadaje. Natomiast potrafią nieefektywnie działać przy relatywnie słabych wiatrach, przy których turbiny o osi poziomej nie pracowałyby wcale. Dlatego nie stosuje się ich w makroskali. By produkowały sensowne ilości energii, musiałyby być ustawione w miejscach gdzie wieje stale, ale słabo. I w takich warunkach się sprawdzają, jednakże tylko i wyłącznie jako mikroinstalacje. Taka turbina Dragon miałaby szansę produkować duże ilości energii, pracując stale z małą mocą rzędu 500W. Na potrzeby domu 500W dałoby 12kWh na dobę, i 360kWh miesięcznie. Całkiem użyteczne wartości. Problem Dragona jest natomiast taki, że producent podaje moc z dupy w ramach marketingowego bełkotu.
Oczywiście, jak masz na temat turbin ciekawe informacje i dane, to chętnie poczytamy i popiszemy.
Kilka miesięcy temu planowałem zaprojektować sterownik turbiny wiatrowej z autorskim systemem realizacji MPPT. Oczywiście działa on zupełnie inaczej niż te znane z instalacji PV, ale opierają się na podstawowych wzorach opisujących pracę maszyn elektrycznych. A że projekt zawiesiłem z racji że nie byłbym w stanie cenowo konkurować z istniejącymi rozwiązaniami, to mogę się nim szerzej podzielić:
Istniejące tanie regulatory mają kilka problemów.
- Mostek prostowniczy na wejściu. Powoduje on mocno odkształcony prąd przewodowy płynący z turbiny, harmoniczne, grzanie się stali i obniżenie efektywności turbiny. Moje rozwiązanie to zastąpienie zwykłego układu prostowniczego czymś na kształt układu APFC. Już tutaj pojawił się problem z ceną elementów, ponieważ zaawansowane topologie które idealnie trzymają współczynnik mocy blisko 1 byłyby drogie w budowie (dużo elementów półprzewodnikowych mocy), ale istnieją topologie potrafiące podnieść ten współczynnik z okolic 0.4 na 0.8 stosunkowo tanio (w zasadzie dochodzą nam tylko 2 tranzystory, driver mosfet izolowany i garść drobnicy). Będę testował niedługo taką topologię na większą skalę i sprawdzę realne efekty.
- Sprawność samej turbiny wiatrowej mocno zależy od relatywnej prędkości wiatru do prędkości obrotowej rotora. Mówiąc wprost - dla określonej prędkości wiatru istnieje taka prędkość rotora, która wytworzy optymalny moment obrotowy i najwyższą moc. Ciekawostka z tego wynikająca jest taka, że przy nagłym wzroście prędkości wiatru musimy zdjąć obciążenie z generatora, by turbina szybko przyspieszyła do tej optymalnej prędkości obrotowej, i dopiero wtedy załączamy obciążenie. Trochę to nieintuicyjne ale wzory i testy w miniaturowej skali nie kłamią.
- Współczesne tanie sterowniki turbin opierają się na wpisywanej z palca krzywej prądu do napięcia. Napięcie zależy od prędkości obrotowej. Problemy są takie że wzrost prędkości obrotowej powoduje wzrost pobieranego prądu przez sterownik, gdzie jak wspominałem wyżej - prąd na chwile musi mocno spaść. No i musimy znać charakterystykę naszego konkretnego modelu turbiny by mieć co wpisać. Tutaj miałem dosyć porządne fundamenty teoretyczne by napisać oprogramowanie które w czasie rzeczywistym tę charakterystykę będzie ściągało i na bieżąco modyfikowało. O tym zaraz.
- Na koniec największy problem MPPT turbin wiatrowych - ustalenie czy w danym momencie pobieramy moc wytwarzaną przez wiejący wiatr, czy zmagazynowaną w bezwładności obracającego się rotora. Gdybyśmy podłączyli MPPT znane z PV do turbiny wiatrowej, sterownik natychmiast wyhamowałby turbinę do niskich prędkości bo z dużą mocą pobierałby energię bezwładności (skrót myślowy, nie pierwszy i nie ostatni).
Jak by to miało działać? Mierzymy prędkość wiatru zewnętrznym anemometrem, częstotliwość pracy generatora = prędkość obrotową turbiny, oraz prąd i napięcie = moc (może być mierzona po stronie AC lub DC, jak nam pasuje).
Pomiary bezwładności rotora: Przy stosunkowo stałej prędkości wiatru i ustabilizowanej prędkości rotora (nie muszą być idealnie stabilne, jeżeli czas pomiaru będzie maksymalnie krótki), gwałtownie zwiększamy obciążenie generatora i mierzymy spadek prędkości obrotowej. Wiemy o ile zwiększyliśmy moc w czasie pomiaru = energię, znamy zmianę prędkości obrotowej więc szybkim wzorem obliczamy bezwładność wirującej części. Im więcej uśrednionych pomiarów (uśrednianych wg średniej ważonej lub arytmetycznej, jak kto woli) zwiększamy dokładność wyniku. To już kwestia matematyki, i ignorowania wyników mocno odstajacych od reszty.
Pomiar charakterystyki: Wykres ch-ki ma 3 osie. Prędkość wiatru (z anemostatu), moc elektryczna oraz prędkość obrotowa (z częstotliwości). W skrócie - badamy moc generowaną przez turbinę przy konkretnej prędkości wiatru i konkretnej prędkości obrotowej. Prędkość wiatru od 0 do 15m/s z krokiem co 0.1 (150 rekordów), prędkość obrotowa od 0 do maksymalnej prędkości turbiny (zależnie od modelu), też około 200 rekordów. Zatem musimy mierzyć moc turbiny dla 150x200 kombinacji prędkości, 30 tysięcy możliwości. Na bieżąco monitorujemy prędkość obrotową turbiny i wiatru, znamy przyspieszenia turbiny (zmiana prędkości obrotowej w czasie), znamy bezwładność i z tego wszystkiego jesteśmy w stanie obliczyć moc mechaniczną na wale. Da nam to wykres w postaci pofalowanej płaszczyzny, gdzie pracujący sterownik MPPT będzie dopasowywał prędkość obrotową do prędkości wiatru. Stąd też bierze się nieintuicyjna zależność, że przy zwiększeniu prędkości wiatru musimy obniżyć moc elektryczną by turbina szybko rozkręciła się do optymalnej prędkości obrotowej. I ponownie - wiele pomiarów dla każdej kombinacji prędkości, uśrednianie (po prostu obróbka danych) ostatnich 100 pomiarów, łącznie 3 miliony rekordów w bazie danych dotyczących tylko parametrów pracy turbiny.
Matematyka jest stosunkowo prosta, natomiast obsługa takiej bazy danych i obciążenie pamięci w której baza się znajduje (zużycie kości pamięci) to też jest problem.